专利名称:在线电力滤波装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种在线电力滤波装置，包括由串联电抗器与电容器串联形成的滤波支路，所述滤波支路一端接地另一端与输电干路连接，还包括：谐波检测器、控制器、至少一个并联电容与所述并联电容对应的控制开关；所述谐波检测器的输入端与输电干路连接，所述谐波检测器的输出端与控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述控制开关的控制端连接；所述并联电容与所述控制开关组成的串联电路与所述串联电抗器并联。本实用新型通过控制器根据谐波信号控制所述控制开关的通断，控制整个串联电抗器的等效电抗值，使得串联电抗器等效电抗值与电容器的电容值形成匹配，以滤除输电干路中干路电流或者干路电压的谐波分量，从而达到最佳的滤波效果。
【专利说明】在线电力滤波装置
【【技术领域】】
[0001]本实用新型涉及电力电子技术，特别是涉及一种在线电力滤波装置。
【【背景技术】】
[0002]电网中有大量整流、变流、变频装置等谐波源，其产生的高次谐波会严重危害主变及系统中其它电器设备的安全运行。为了降低电力系统谐波电流造成的不良影响，需要在系统中安装滤波装置。
[0003]在实际应用中，滤波装置通常采用无缘滤波的方式进行滤波，其中串联电抗器与电容器串联的方式在应用中最为广泛，在串联电抗器与电容器参数匹配。在现场应用过程中，需要串联电抗器和电容器参数匹配的非常理想才达到很好的效果，一般是采用调整电抗器的气隙的方式来进行参数的匹配，但是串联电抗器的气隙只有在出厂时才进行调整。当串联电抗器运行一段时间后，由于设备老化或者周围环境的变化，容易导致串联电抗器与电容器匹配程度小于指定的要求，使得对谐波的滤除效果不明显，影响电力系统安全。
【实用新型内容】
[0004]基于此，有必要针对现有技术中串联电抗器对谐波的滤除效果不明显的问题，提供一种在线电力滤波装置。
[0005]一种在线电力滤波装置，包括由串联电抗器与电容器串联形成的滤波支路，所述滤波支路一端接地另一端与输电干路连接，还包括:谐波检测器、控制器、至少一个并联电容与所述并联电容对应的控制开关；
[0006]所述谐波检测器的输入端与输电干路连接，所述谐波检测器的输出端与控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述控制开关的控制端连接；
[0007]所述并联电容与所述控制开关组成的串联电路与所述串联电抗器并联。
[0008]本实用新型通过在串联电抗器两端并联至少一个以上的并联电容，通过谐波检测器检测输电干路的干路电流或者干路电压谐波分量，然后将谐波分量通过谐波信号输出给控制器，控制器根据谐波信号控制所述控制开关的通断，可以控制整个串联电抗器的等效电抗值，使得串联电抗器等效电抗值与电容器的电容值形成匹配，以达到最佳的谐振点，以滤除输电干路中干路电流或者干路电压的谐波分量，从而达到最佳的滤波效果。
【【附图说明】
】
[0009]图1为本实用新型在线电力滤波装置一种实施例的电路结构示意图；
[0010]图2为本实用新型在线电力滤波装置中控制器一种实施例的内部电路结构示意图。
【【具体实施方式】】
[0011]为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
[0012]请参阅图1，其是本实用新型在线电力滤波装置一种实施例的电路结构示意图。
[0013]一种在线电力滤波装置，包括由串联电抗器102与电容器101串联形成的滤波支路，所述滤波支路一端接地另一端与输电干路100连接，还包括:谐波检测器103、控制器104、至少一个并联电容105与所述并联电容105对应的控制开关106 ；
[0014]所述谐波检测器103的输入端与输电干路100连接，所述谐波检测器103的输出端与控制器104的输入端连接，所述控制器104的输出端与所述控制开关106的控制端连接；所述控制器104可以是单片机或者由模拟电路和数字电路搭建的控制电路。
[0015]所述并联电容105与所述控制开关106组成的串联电路与所述串联电抗器102并联。所述控制开关106可以是继电器，也可以是双向晶闸管，还可以是二极管、三极管或者场效应管搭建的开关电路。优选地，所述控制开关106为继电器或者双向晶闸管。
[0016]下面将详细介绍本实用新型一种在线电力滤波装置的工作原理:
[0017]谐波检测器103检测输电干路100中干路电流或者干路电压的谐波分量，然后将所述谐波分量占电流或者电压的比例通过谐波信号的形式输出至控制器104，将谐波信号的幅值表示所述谐波分量占电流或者电压的比例，控制器104接收所述谐波信号，判断所述谐波信号的幅值是否大于预设的阈值(即判断谐波分量占电流或者电压的比例是否大于预设的比例阈值，例如，我国电力部门规定，标准电压为6KV时，3次谐波的电流值不能超过34A)，如果大于，则控制所述控制开关106导通，使得并联电容105与串联电抗器102并联，以改变串联电抗器102的等效电抗值，使得串联电抗器102的等效电抗值与所述电容器101的电容值匹配，从而滤除输电干路100中干路电流或者干路电压的谐波分量。
[0018]本实用新型通过在串联电抗器102两端并联至少一个以上的并联电容105，通过谐波检测器103检测输电干路100的干路电流或者干路电压谐波分量，然后将谐波分量通过谐波信号输出给控制器104，控制器104根据谐波信号控制所述控制开关106的通断，可以控制整个串联电抗器102的等效电抗值，使得串联电抗器102等效电抗值与电容器101的电容值形成匹配，以达到最佳的谐振点，以滤除输电干路100中干路电流或者干路电压的谐波分量，从而达到最佳的滤波效果。
[0019]请参阅图2，其是本实用新型在线电力滤波装置中控制器一种实施例的内部电路结构示意图。在一种实施例中，所述谐波检测器103包括3次谐波输出端、5次谐波输出端以及7次谐波输出端，所述控制器104包括比较器Cl、比较器C2、比较器C3、或门201以及计数器202，其中，所述计数器202包括与控制开关106数量相同的输出端；
[0020]其中，所述比较器Cl、比较器C2、比较器C3的反向输入端分别与对应的阈值电压源相连，正向输入端依次与谐波检测器103的3次谐波输出端、5次谐波输出端以及7次谐波输出端相连，所述比较器Cl、比较器C2、比较器C3的输出端分别与所述或门201输入端连接，所述或门201输出端与所述计数器202的输入端相连，所述计数器202的输出端依次与所述控制开关106的控制端相连。
[0021]所述谐波检测器103分别对干路电流或者干路电压中的3次谐波、5次谐波以及7次谐波进行检测，然后通过谐波信号对应地将3次谐波、5次谐波以及7次谐波占干路电流或者干路电压的比例发送给比较器Cl、比较器C2以及比较器C3。其中，比较器Cl、比较器C2以及比较器C3分别将接收到的谐波信号与对应的阈值电压源V1、V3以及V3的电压比较(即判断谐波分量占电流或者电压的比例是否大于预设的比例阈值)，若所述谐波信号大于对应的阈值电压源的电压(即判断谐波分量占电流或者电压的比例大于预设的比例阈值)，则会输出高电平至或门201，此时或门201输出高电平给计数器202，计数器202在其时钟信号的上升沿时统计高电平出现的次数，计数器202根据所述高电平出现的次数控制所述控制开关106的控制端。例如，高电平出现一次，则输出高电平使一个控制开关106导通，高电平出现两次，则输出高电平使两个控制开关106导通等等。
[0022]对于串联电抗器102来说，如果初始时刻串联电抗器102的等效电抗值与电容器101的电容值不匹配，则肯定会造成干路电流或者干路电压中的3次谐波、5次谐波以及7次谐波超过预设的比例阈值，在经过了计数器202时钟信号的一个上升沿的时间后，此时计数器202输出高电平控制一个控制开关106导通，使得一个并联电容105并联至串联电抗器102两端，如果此时串联电抗器102的等效电抗值与电容器101的电容值仍然不匹配，则经过了计数器202时钟信号的下一个上升沿的时间后，计数器202输出高电平控制两个控制开关106导通，使得两个并联电容105并联至串联电抗器102两端。依次类推，直到干路电流或者干路电压中的3次谐波、5次谐波以及7次谐波小于预设的比例阈值。
[0023]通过谐波检测器103分别对干路电流或者干路电压中的3次谐波、5次谐波以及7次谐波进行检测，然后控制器104根据谐波信号导通所述控制开关106，能够有效消除对输电干路100的影响最为严重的3次谐波、5次谐波以及7次谐波，充分保护输电干路100的电路安全。
[0024]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种在线电力滤波装置，包括由串联电抗器与电容器串联形成的滤波支路，所述滤波支路一端接地，另一端与输电干路连接，其特征在于，还包括:谐波检测器、控制器、至少一个并联电容，以及与所述并联电容对应的控制开关； 所述谐波检测器的输入端与输电干路连接，所述谐波检测器的输出端与控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述控制开关的控制端连接； 所述并联电容与所述控制开关组成的串联电路与所述串联电抗器并联。2.根据权利要求1所述的在线电力滤波装置，其特征在于，所述谐波检测器包括3次谐波输出端、5次谐波输出端以及7次谐波输出端，所述控制器包括比较器Cl、比较器C2、比较器C3、或门以及计数器，其中，所述计数器包括与控制开关数量相同的输出端； 其中，所述比较器Cl、比较器C2、比较器C3的反向输入端分别与对应的阈值电压源相连，正向输入端依次与谐波检测器的3次谐波输出端、5次谐波输出端以及7次谐波输出端相连，所述比较器Cl、比较器C2、比较器C3的输出端分别与所述或门的输入端连接，所述或门的输出端与所述计数器的输入端相连，所述计数器的输出端依次与所述控制开关的控制端相连。3.根据权利要求1所述的在线电力滤波装置，其特征在于，所述控制开关为继电器。4.根据权利要求1所述的在线电力滤波装置，其特征在于，所述控制开关为双向晶闸管。
【文档编号】H02J3-01GK204271643SQ201420666923
【发明者】谢善益, 翟瑞聪, 欧郁强, 蔡德华, 王利国, 李豪天, 徐平, 赵永发, 曾强, 刘先虎, 汪鹏敏, 冯刘凯 [申请人]广东电网有限责任公司江门供电局, 广东电网有限责任公司电力科学研究院, 上海华立软件系统有限公司